植物病原真菌的自噬

作为真核生物中普遍存在的现象,自噬不但实现了对细胞内物质的降解和回收利用,而且与植物病原真菌早期侵染阶段的附着胞发育、膨压升高、菌丝体形成、完成侵染等一系列过程密切相关,并且发挥了重要的作用。本文归纳了植物病原真菌自噬的相关基因和自噬过程;总结了自噬对病原真菌生长发育、致病力的调控和影响;概括了病原真菌自噬所涉及的信号通路;阐明了自噬影响植物病原真菌侵染过程的主要分子机制。为今后以自噬相关基因或蛋白作为靶点来筛选抑制病原真菌侵染的新型药物提供新的策略和思路。     

连续流生物反应器技术在微生物培养中的应用

自然环境中99%微生物在实验室条件下仍是不能被培养的,称之为"未培养"微生物或微生物"暗物质"。对其进行研究不仅有助于认识环境中微生物代谢多样性,丰富生命之树,同时未培养微生物还蕴含着巨大的新基因和新天然产物资源。但传统培养技术的局限性阻碍了"未培养"微生物资源的开发和利用。虽然随着分子生物学技术的发展,可以直接从环境中获得未培养微生物的遗传信息,分析微生物的广泛代谢多样性,但微生物的生理特征和代谢产物等分析仍然需要建立在研究纯菌株的基础上。目前,已经有很多新颖的培养技术被研发,如原位培养技术、共培养技术和连续流生物反应器培养技术等用于挖掘未培养微生物资源。本文主要介绍了连续流生物反应器培养新技术的发展与改进,探讨了"未培养"微生物培养技术及设备的发展方向,以进一步促进"未培养"微生物资源的开发与利用。     

不同来源植物乳杆菌基因组结构和功能差异的比较研究

[目的] 本试验研究不同来源植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）基因特点以及在不同环境下其基因多样性,探究2株L.plantarum A8和P9在肠道生境及植物表面适应性的异同,为优良菌株的开发提供理论基础。[方法] 本研究对从动物肠道和植物表面分离获得的L.plantarum A8和L.plantarum P9的基因组进行分析,利用第二代测序技术（NextGeneration Sequencing,NGS）,基于Illumina NovaSeq测序平台,同时利用第三代单分子测序技术,基于PacBio Sequel测序平台,对L.plantarum A8和L.plantarum P9进行测序。采用Carbohydrate-active enzymes（CAZy）、Koyto encyclopedia of genes and genomes（KEGG）和Clusters of orthologous genes（COG）数据库对基因组进行功能注释;采用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。应用比较基因组学与已经公开发表的其他L.plantarum基因组进行比较分析。[结果] 由研究可知L.plantarum A8和L.plantarum P9基因组大小存在差异,通过构建系统发育树发现2株菌与其他来源的L.plantarum分在同一分支,并且L.plantarum P9与母乳来源的L.plantarum WLPL04菌株距离最近,而L.plantarum A8与L.paraplantarum DSM10667距离最近。通过基因家族分析可知,2株菌共有基因为2643个,其中包括一些抗应激蛋白如热休克蛋白、冷休克蛋白。L.plantarum A8和P9独特基因分别为321和336个,L.plantarum A8中独特基因主要参与DNA复制、ABC转运系统（ABC transfer system）、PTS系统（phosphotransferase system）、磺酸盐转运系统、氨基酸生物合成等代谢通路;L.plantarum P9的独特基因以参与碳水化合物的运输和代谢基因居多,例如rpiA基因、lacZ基因、FruA基因等。[结论] 通过比较基因组学方法解析L.plantarum的基因组信息,发现动物肠道来源的L.plantarum具有较好的氨基酸转运能力,植物表面附着的L.plantarum菌株具有较好碳水化合物利用能力,从而为益生菌的开发与利用提供理论依据。     

馆藏植物标本与iFlora

构建准确、有效的物种遗传信息库并运用其作为主要的物种鉴定检索数据库,是新一代植物志（iFlora）与传统植物志的本质区别。采集并准确鉴定数以万计的植物样品用于建立遗传信息库存在一定困难,随着遗传信息获取技术的快速发展,使馆藏植物标本成为获取遗传信息的重要补充,并具有提升遗传信息库建设速度和可靠性的较大潜能。本文结合已有的研究和实验室多年工作实践,论述了植物标本作为iFlora物种遗传信息提取材料的可行性和不可替代性;总结了标本遗传信息提取过程中的主要困难和存在问题,并提出一些解决方法;阐述了使用馆藏标本特别是利用模式标本材料构建遗传信息标准库对iFlora构建的重要作用和意义。     

民族植物学应重视“人类利用实践对植物资源影响”的研究

对民族民间利用植物资源的传统知识进行调查编目、探究相关传统知识形成的原因和影响因素一直是民族植物学研究的重点内容.作为“人与植物”之间关系中一个重要领域——人类利用实践对植物资源影响的研究却相对被忽略.重视这一研究领域,既可以为民族植物学方法及原理在植物资源保护与可持续利用实践提供理论依据,从而有助于推动民族植物学研究进入“应用阶段”,同时也拓展了民族植物学研究领域.其中,人类采集活动(尤其是越来越严重的商业性采集)对植物资源的影响应该受到民族植物学家的重点关注.     

新一代植物志：创新与发展

2004年10月,由三代植物学家历时45年完成了《中国植物志》。7年之后,中国植物学会系统与进化植物学专业委员会和云南省植物学会在昆明举办了201l全国系统与进化植物学研讨会暨第十届青年研讨会。会议明确提出了“后植物志时代的系统与进化植物学”这一主题。2013年9月,英文和修订版《中国植物志》联合编委会在北京宣布,世界上最大和高水平的FloraofChina已全面完成,     

Metabarcoding技术在植物鉴定和多样性研究中的应用

目前植物学研究已进入后植物志时代,iFlora的实现需要以传统植物分类学及相关研究为基础,整合基于高通量测序的DNA条形码（DNAbareoding）技术并开发便携式快速鉴定仪器及构建信息平台。传统植物鉴定多基于形态学分类,而近年来快速发展的DNA条形码快速鉴定技术被各界分类学家认可,在植物鉴定中也被广泛应用。但DNA条形码技术仍存在一些问题亟待解决,如种的鉴定需要多个条形码的解析、Sanger测序平台无法处理混合样品。本文介绍了传统植物分类技术和DNA条形码技术在植物研究中的应用和遇到的瓶颈;并重点介绍了基于高通量测序的metabarcoding技术在植物鉴定及多样性研究中的应用及前景,及其与iFlora的关系。     

雄性黄山短尾猴(Macaca thibetana)攻击支持雌性以换取交配回报

生物市场理论认为动物个体之间通过某种协定交换有价值的商品,使双方均受益。该研究采用目标动物法、行为取样法和连续记录法,对浮溪黄山野生猴谷鱼鳞坑短尾猴(Macaca thibetana)A1群(YA1群)和A2群(YA2群)成年个体在非繁殖季节(2011年8月—12月)和繁殖季节(2012年2月—5月)的雄性攻击支持雌性行为和交配行为进行研究,探讨雄性攻击支持雌性与交配之间的关系。两猴群在繁殖季节和非繁殖季节雄性攻击支持雌性与交配行为均呈显著正相关;YA2群繁殖季节与非繁殖季节攻击支持后交配频次均显著高于随机交配;YA1群在繁殖季节攻击支持后交配频次与随机交配频次差异不显著,但在非繁殖季节攻击支持后交配频次显著高于随机交配,说明短尾猴成年雄性攻击支持雌性可以换取与该雌性个体的交配回报。本研究验证了生物市场理论中社会行为存在交换,首次证明了雄性攻击支持可以换取雌性的交配回报,为进一步研究雄性性竞争与雌性选择提供了实例。     

Inositol Polyphosphate Phosphatidylinositol 5-Phosphatase9 （At5PTase9） Controls Plant Salt Tolerance by Regulating Endocytosis

Phosphatidylinositol 5-phosphatases （5PTases） components of membrane trafficking system. Recently, we that hydrolyze the 5＇ position of the inositol ring are key reported that mutation in AtSPTase7 gene reduced produc- tion of reactive oxygen species （ROS） and decreased expression of stress-responsive genes, resulting in increased salt sensitivity. Here, we describe an even more salt-sensitive 5ptase mutant, At5ptase9, which also hydrolyzes the 5＇ phos- phate groups specifically from membrane-bound phosphatidylinositides. Interestingly, the mutants were more tolerant to osmotic stress. We analyzed the main cellular processes that may be affected by the mutation, such as production of ROS, influx of calcium, and induction of salt-response genes. The At5ptase9 mutants showed reduced ROS produc- tion and Ca2~ influx, as well as decreased fluid-phase endocytosis. Inhibition of endocytosis by phenylarsine oxide or Tyrphostin A23 in wild-type plants blocked these responses. Induction of salt-responsive genes in wild-type plants was also suppressed by the endocytosis inhibitors. Thus, inhibition of endocytosis in wild-type plants mimicked the salt stress responses, observed in the AtSptase9 mutants. In summary, our results show a key non-redundant role of At5PTase7 and 9 isozymes, and underscore the localization of membrane-bound Ptdlns in regulating plant salt tolerance by coordinating the endocytosis, ROS production, Ca2＋ influx, and induction of stress-responsive genes.     

Characterization and Ectopic Expression of a Populus Hydroxyacid Hyd roxyci n nam oylt ra nsferase

Cutinized and suberized cell walls in plants constitute physiologically important environment interfaces. They act as barriers limiting the loss of water and nutrients and protecting against radiation and invasion of pathogens. The roles of cutin- and suberin polyesters are often attributed to their dominant aliphatic components, but the contri- bution of aromatic composition to their physiological function remains unclear. By functionally screening a subset of Populus trichocarpa BAHD/HXXXD acyltransferases, we identified a hydroxycinnamoyltransferase that shows specific transacylation activity on ~0-hydroxyacids using both feruloyl- and p-coumaroyl- CoA as the acyl donors. We named this enzyme P. trichocarpa hydroxyacid/fatty alcohol hydroxycinnamoyltransferase 1 （PtFHT1）. The ectopic expression of the PtFHT1 gene in Arabidopsis increased the incorporation of ferulate in root and seed suberins and in leaf cutin, but not that of p-coumarate, while the aliphatic load in both suberin and cutin polyesters essentially remained unaffected. The overaccumulation of ferulate in lipophilic polyester significantly increased the tolerance of transgenic plants to salt stress treatment; under sub-lethal conditions of salt stress, the ratios of their seed germination and seedling establishment were 50% higher than those of wild-type plants. Our study suggests that, although aromatics are the minor component of polyesters, they play important role in the sealing function of lipidic polymers in planta.